Báo cáo: Nitrogen trong nước

NITROGEN TRONG NƯỚC

DANH SÁCH NHÓM

 Trương Văn Cương  Trần Như Ngọc  Nguyễn Sỹ Nhu  Nguyễn Thị Minh Phương  Nguyễn Mai Thy  Bành Quốc Thạch  Huỳnh Tiến Thắng  Võ Anh Tuấn  Lê Tấn Tài  Phạm Bảo Ân

0517009 0517069 0517070 0517075 0517089 0517099 0517100 0517120 0517122 0517124

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

CHƯƠNG 2: CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NITO TRONG NƯỚC

CHƯƠNG 4: TÁC ĐỘNG CỦA NITƠ ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Đặc trưng

Nitrogen là một nguyên tố hóa học trong có ký hiệu N và số nguyên tử bằng 7

Ở điều kiện bình thường, nó là một chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ và tồn tại dưới dạng phân tử N2

CHƯƠNG 1: (tt)

Nitơ chiếm khoảng 78% khí quyển Trái đất và là

thành phần của mọi cơ thể sống

Nitrogen là một phi kim, với độ âm điện là 3,0

Nó hóa lỏng ở nhiệt độ 77 K (-196°C) trong điều kiện áp suất khí quyển và đóng băng ở 63 K (-210°C).

Nitrogen có 2 đồng vị là là: N14 và N15. Phổ biến nhất là N14

CHƯƠNG 1: (tt)

1.2 Tính chất vật lý

Trạng thái vật chất

Khí

Điểm nóng chảy

63,15 K (-346 °F)

77,36 K (-320,42 °F)

Điểm sôi

Nhiệt bay hơi

5,57 kJ/mol

Nhiệt nóng chảy

0,720 kJ/mol

Áp suất hơi

100.000 Pa tại 77 K

Nitrogen không duy trì sự cháy

Độ âm điện

3,04 (thang Pauling)

1039 J/(kg·K)

Nhiệt dung riêng

Độ dẫn nhiệt

0,02583 W/(m·K)

Năng lượng ion hóa

1.402,3 kJ/mol 2.856 kJ/mol

4.578,1 kJ/mol

CHƯƠNG 1: (tt)

1.3 Tính chất hóa học

 N2 + 3H2

2NH3 + Q

Tác dụng với Hydro

 N2 + O2

2NO + Q

 2NO + O2

2NO2

Tác dụng với Oxy

CHƯƠNG 1: (tt)

1.4 Các hợp chất Nitơ trong tự nhiên

Amoniac( NH3):Amoniac là sản phẩm đầu tiên

của sự phân giải chất hữu cơ

Amoniac hiện diện trong nước là một chỉ điểm của sự lây nhiễm vi trùng, nước bẩn và chất thải động vật

Tiêu chuẩn: NH3 <0,3 mg/lít Tính chất thiên nhiên của chất thải Ammoniac hết

sức độc hại và nguy hiểm.

CHƯƠNG 1: (tt)

 Nitrite (NO2), Nitrat( NO3) Nitrit: là sản phẩm thoái hóa của chất hữu cơ sau

NH3. Quá trình phân giải NH3 thành NO2 được thực hiện bởi vi khuẩn hiếu khí. Tiêu chuẩn NO2 < 0,1mg/l.

Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân giải chất

hữu cơ chứa nitơ

Tiêu chuẩn: NO3 < 10 mg/l.

CHƯƠNG 1: (tt)

1.5 Ứng dụng trong sản xuất và công nghiệp

 Nó là một tác nhân làm lạnh (cực lạnh), có thể làm cứng ngay lập

tức các mô sống khi tiếp xúc với nó

 khả năng duy trì nhiệt độ một cách siêu phàm, do nó bay hơi ở 77 K (-196°C hay -320°F) làm cho nó cực kỳ hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau

 Các muối của axít nitric bao gồm nhiều hợp chất quan trọng như xanpet (hay diêm tiêu- trong lịch sử nhân loại nó là quan trọng do được sử dụng để làm thuốc súng) và nitrat amôni, một phân bón hóa học quan trọng.

 Các hợp chất nitrat hữu cơ khác, chẳng hạn nitrôglyxêrin và

trinitrotoluent (tức TNT), được sử dụng làm thuốc nổ.

 Acid nitric được sử dụng làm chất ôxi hóa trong các tên lửa dùng

nhiên liệu lỏng

CHƯƠNG 2: NITROGEN VÀ CÁC HỢP CHẤT HÒA TAN CỦA NÓ TRONG NƯỚC

 Nitơ hiện diện trong môi trường chủ yếu từ các

 Sau khi bón phân, cây trồng chỉ sử dụng một phần hợp chất nitơ, vào khoảng 25-30%. Phần còn lại thì ngấm vào đất và đi vào nước ngầm và nước mặt

hoạt động nông nghiệp, vì thế nên chúng cũng có trong nước

CHƯƠNG 2 (tt)

Nguồn thải nitơ trong nước là phân bón Nitơ còn hiện diện trong nước thải sinh

hoạt, khoảng 1/3 nitơ trong nước thải sinh hoạt là nitơ hữu cơ, chủ yếu là urea, số còn lại là muối nitrate. Nước thải sinh hoạt thường chứa không nhiều hơn 3% nitrates và nitrites.

CHƯƠNG 2 (tt)

 Trong nước nitơ có thể tồn tại ở các dạng chính

sau: - Các hợp chất nitơ hữu cơ dạng protêin hay các sản phẩm phân rã. - Amôniac và các muối amôn như NH4OH, NH4NO3, (NH4)2SO4... - Các hợp chất dưới dạng Nitrit NO2-, Nitrat NO3 - Nitơ tự do

CHƯƠNG 2 (tt)

 Trong nước có thể xảy ra các quá trình biến đổi oxy

hóa

Khử nitrat

Vi khuẩn Nitrosomonas

Vi khuẩn Nitrobacte

Prôtêin

NH3

NO2

Ôxy hóa

NO3 N2 Khử nitrit

CHƯƠNG 2 (tt)

 Khi phân tích hàm lượng nitơ trong nước ta thấy:

- Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, amôniăc và NH4OH thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm, NH3 trong nước sẽ ảnh hưởng nhiễm độc tới cá và các sinh vật. - Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrit (NO2) là nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn. - Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat (NO3-) chứng tỏ quá trình ôxy hóa đã kết thúc. Nhưng mặt khác khi hàm lượng Nitrat (NO3-) trong nước khá cao có thể gây độc hại với người

CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NITƠ TRONG NƯỚC

Phương pháp phân tích định lượng:

 Nitrogen tồn tại trong nước ở nhiều dạng khác nhau:

nitrat, nitric, ammoniac, nitrogen hữu cơ

 Nitrogen kjeldahl là hàm lượng nitrogen hữu cơ và nitrogen amniac có trong mẫu. Nitrogen hữu cơ là nitrogen có lien kết hữu cơ ở trạng thái oxy hóa -3

CHƯƠNG 3: (tt)

Mẫu cần phân tích

Bếp điện

Acid boric

CHƯƠNG 3: (tt)

 _ Lấy mẫu và bảo quản mẫu.

 _ Phân tích mẫu.

 Vô cơ hóa mẫu

 Chưng cất amoniac

Cách tiến hành:

CHƯƠNG 3: (tt)

Tính toán kết quả

C





N

HCl

 .14

0067

 1000

VV  1 2 V 0

CHƯƠNG 3: (tt)

Phương pháp đánh giá: - Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, amôniăc và NH4OH thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm, NH3 trong nước sẽ ảnh hưởng nhiễm độc tới cá và các sinh vật.

- Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrit (NO2) là nước đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn.

- Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng

nitrat (NO3-) chứng tỏ quá trình ôxy hóa đã kết thúc.

CHƯƠNG 3: (tt)

Chỉ tiêu Nitơ thường được biểu thị bằng 3 loại

- Tổng Nitơ: bao gồm hàm lượng nitơ hữu cơ NH3-,

NO2-, NO3

- Amoni là hàm lượng nitơ ở dạng NH3 và NH4+

- Nitrit, nitrat là hàm lượng nitơ ở các dạng muối

nitrit, nitrat.

CHƯƠNG 3: (tt)

Cách khắc phục:  Các hệ sinh thái tự nhiên ít bị rò rỉ nitơ, dinh dưỡng hầu như được giữ và quay vòng trong hệ thống. Tuy nhiên đất nông nhiệp thì sự xáo trộn làm rò rỉ nhiều chất dinh dưỡng lưu động. Rò rỉ phân bón là một nguồn đưa các chất dinh dưỡng trong nông nghiệp xuống nước mặt và nước ngầm. Việc giảm thiểu mức phân bón có tác dụng làm giảm nồng độ nitrat đến nước ngầm và giảm phú dưỡng tới nước mặt. Việc giảm thiểu mức sử dụng phân đạm là rất quan trọng để giảm hàm lượng nitrat trong nước ngầm.

CHƯƠNG 4: TÁC ĐỘNG CỦA NITƠ ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG NƯỚC

4.1 Hiện trạng của Nitơ trong môi trường nước  Hiện trạng của Nitơ trong môi trường nước ngầm

Nitơ trong nước vượt quá tiêu chuẩn cho phép (thành phần ni-tơ trong

nước dưới 1,5mg/lít) làm ô nhiễm môi trường nước

cơ rất độc hại như: NH4

+, NO3

Trong các thành phần ô nhiễm của nước ngầm có các hợp chất ni-tơ vô - -, NO2 Nghiên cứu mẫu nước tại xã Minh Khai (Hoài Đức, Hà Tây), các giếng + /lít nước, cao gấp 10 lần tiêu chuẩn

khoan đều chứa hơn l5mg NH4 cho phép của Bộ Y tế (1,5mg/lít).

Nguồn cấp nước từ các nhà máy nước sạch của Hà Nội (Pháp Vân, Hạ Đình, Tương Mai) cũng chứa hàm lượng các độc tố ni-tơ đến mức báo động (10-30mg/lít)

CHƯƠNG 4: (tt)

Hiện trạng của Nitơ trong môi trường nước mặt

) l /

g m

( - 3

1999 2000 2001 2002 2003 Loại A

O N ộ đ

g n ồ N

Sông Hồng Sông Cấm

Sông Hàn

Sông Hương

Sông Sài Gòn

- trong một số sông chính trên cả nước

Diễn biến nồng độ NO3 (Tổng hợp từ số liệu quan trắc các vùng I, II, III Cục Môi trường)

TCVN 5942-1995 quy định giới hạn chất lượng nước mặt

- <10 mg/l - < 15 mg/l

Loại A: hàm lượng NO3 Loại B: hàm lượng NO3

CHƯƠNG 4: (tt)

Nitrat và việc cấp nước uống

Trong những thập niên gần đây, mức NO3-

trong nước uống tăng lên đáng kể.

Nguyên nhân là do sự sử dụng phân đạm vô

cơ tăng, gây rò rỉ NO3- xuống nước ngầm.

Ủy ban châu Âu quy định mức tối đa của NO3-

trong nước uống là 50 mg/l, Mỹ là 45 mg/l, Tổ chức sức khoẻ thế giới (WHO): 100 mg/l.

CHƯƠNG 4: (tt)

4.2 Tác động của Nitơ đối với môi trường nước

 Hiện tượng phú dưỡng

Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng độ chất dinh dưỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, sự yếm khí và môi trường khử của lớp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển mạnh mẽ của tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt là cá, nước có màu xanh đen hoặc đen, có mùi khai thối do thoát khí H2S v.v...